解答つき軸のねじりワークシート

1000 rpm で回転する軸が一定のトルク 100 N·m を受ける。伝達する動力 P を求めよ。

外径 80 mm、内径 60 mm の中空丸軸がトルク 400 N·m を受ける。最大せん断応力 τ_max を求めよ。

ねじり試験で、直径 12 mm の中実試験片をトルク 20 N·m でねじる。標点距離 400 mm の両端は互いに 5.77° 回転する（材料はまだ弾性域にある）。材料の横弾性係数 G を求めよ。

アルミニウム製の中実軸が壁に固定され、自由端でトルク T によりねじられる。自由端のねじれ角 φ を度で求めよ。

鋼製の中実軸が 1000 rpm で 10 kW を伝達する。せん断応力は 60 MPa を、ねじれ角は長さ m あたり 0.5° を超えてはならない。両方の制限を満たす最小の直径 d を求めよ。

中実軸が 1000 rpm で 20 kW を伝達し、せん断応力が 75 MPa を超えないようにしたい。条件を満たす最小直径 d を求めよ。